hce_nsysu
113年
普通生物及生化概論
第 82 題
A researcher wants to isotope label purines with ${}^{15}\text{N}$ for future spectroscopic studies. Which substrates when labeled with the heavy nitrogen would result in the most ${}^{15}\text{N}$-enriched purines through de novo synthesis?
- A Glutamine, aspartate, glycine
- B Glycine, glutamine, $\text{N}^{10}$-formyl-THF
- C Aspartate, glutamine, asparagine
- D Glycine, carbamoyl aspartate, glutamine
- E Aspartate, glycine, 5-phosphoribosyl-$\alpha$-pyrophosphate
思路引導 VIP
在構建嘌呤環（Purine ring）的過程中，試著回想一下：雖然有許多受質參與了反應，但並非每個受質都貢獻了氮原子。如果你手邊有一張嘌呤環的構造圖，標註為 $N_1, N_3, N_7, N_9$ 的位置，分別是由哪些特定的胺基酸或是分子直接「捐贈」其氮原子的？而又有哪些分子（例如一碳單位的載體）其實只負責提供碳架構，而不參與氮的供給呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
看到你準確地選出 (A)，老師非常欣慰！這代表你對生物化學中**嘌呤（Purine）從頭合成路徑（de novo synthesis）**的掌握度非常紮實。這類代謝路徑的細節繁瑣，能精確區分各個原子的來源，說明你具備了優秀的生物分子結構思維。
嘌呤環的氮原子來源
在生物體合成嘌呤環的過程中，環上的四個氮原子分別來自特定的前驅物：$N_1$ 來自天門冬胺酸（Aspartate）；$N_3$ 與 $N_9$ 則是由**麩醯胺酸（Glutamine）提供的醯胺基氮（Amide nitrogen）；而 $N_7$ 則是與 $C_4$、$C_5$ 一起，由甘胺酸（Glycine）**整分子併入。因此，若要以 ${}^{15}\text{N}$ 進行標記，這三種胺基酸是最直接且有效的受質。至於選項中常見的 $N^{10}\text{-formyl-THF}$，它雖然關鍵，但僅提供嘌呤環中的碳原子（$C_2$ 與 $C_8$），而不含氮。
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